底角锚杆作用效果的现场试验研究

本文目的在于揭示底角锚杆在煤矿岩石巷道稳定性方面的作用,并论证关键控制点的加固对于巷道整体稳定性控制的重要意义.本文以现代力学为基本理论依据,以淮北矿业股份有限责任公司杨庄煤矿IV53采区轨道下山为研究对象,以现场实测数据为研究论据,不仅论证了底角锚杆在控制巷道底臌方面的巨大作用,同时也论证了底角锚杆在控制巷道整体稳定性方面的显著效果.文章不仅给出了大量的现场实测数据,同时也较为详尽地介绍了底角锚杆特殊的施工方法以及特殊的工程地质条件,研究结果对于我国煤矿软岩巷道底臌治理及巷道整体稳定性控制机理与方法的研究具有较为重要的指导与参考价值.     

蠕变和中间主应力影响下围岩变形分区弹塑性分析

考虑蠕变和中间主应力的影响,基于巷道变形稳定后围岩的峰值应力应为一定围压下岩石的长期强度的观点和统一强度理论,同时考虑围岩峰后阶段的应变软化和扩容特性,求得了围岩变形分区的弹塑性解析解。最后通过实例分析了蠕变和中间主应力对围岩应力、位移和塑性区半径的影响。研究表明：当忽略蠕变的影响时,一定程度上高估了围岩岩性,塑性区半径的理论结果仅为3.05m,与现场实测结果5.5m相差较大,当考虑蠕变的影响时,塑性区半径的理论结果为5.68m,接近于实测结果|验证了围岩的位移及塑性流动区半径随中间主应力增大而减小的性质,在设计支护时可适当考虑增大中间主应力。研究结果可为软岩巷道的支护力学计算及支护方案设计提供参考。     

煤矿立井次生地压分布规律研究之一——底含层大幅疏水沉降情况下

针对第四纪冲积层底部含水层疏水引发立井次生地压发生与变动的情况,展开次生地压分布规律的研究。通过将底部含水层之上的表土划分成若干薄板单元进行受力与变形的解析分析,揭示立井次生地压与原始地压相比已经发生了巨大的变化,随着距地表距离的增大,立井次生地压显现出趋于稳定值的特征。因为次生地压的分布规律直接关系着作用于外井壁之上的竖向附加力分布规律,因此,研究结果对煤矿立井井壁破裂规律的研究具有重要意义,对深厚表土层中立井井壁结构的优化设计具有重要的参考价值。     

岩石巷道快速综掘施工条件、工艺及相关措施研究

文章的目的在于揭示煤矿岩石巷道快速综掘施工过程中涉及的条件因素,挖掘较为合理的快速综掘施工工艺,并提出有助于岩石巷道快速施工的相关措施。以某一煤矿巷道为例具体分析了适合岩石巷道快速施工的作业方式、机械化配套、施工工艺、支护方式及劳动组织,研究结果对于目前我国煤矿岩石巷道的快速掘进具有较为重要的指导与参考价值。     

套筒致裂单孔三维地应力测试法的原理与应用

详细介绍了一种操作简单,应用广范,计算结果全面且具有较高精度的地应力测试方法及其原理。该方法使用JHDC-1型套筒致裂地应力测试仪,依据弹性力学的相关理论并结合矿井实际地质条件,仅凭一孔致裂即可确定测试点最大、最小水平地应力和构造应力的数值,并且可以进一步推算出主地应力的大小和方位。该测试方法简便、快捷,非常适合煤矿井下地应力测试。     

套筒致裂法测试地应力的原理与方法

为更加精准地获得煤矿井下地应力的大小和方位,提出了一种测试地应力的新方法。该方法采用具有高频自动存储测试压力并生成压力-时间曲线功能的JHDC-1型地应力测试仪,通过对某个测试孔实施2次加压致裂,能够获得精确的油压值及相应的致裂方程。采用弹性力学中的圆孔应力集中理论,详细地剖析了油压值与致裂压力之间的换算关系,给出了三孔致裂法测试地应力的基本原理。并详细的阐述现场测试方法与步骤。该测试方法适用于各种地质条件和井下环境的测试,尤其适合煤矿井下地应力测试的现场使用。     

水灾易发及软岩部位破井壁超前加固技术

介绍了一种极恶劣情况下,为防水害和垮井事故发生而研究的特殊的破井壁超前加固技术。该技术综合应用了材料力学、弹塑性力学、混凝土学、钢骨混凝土理论等,其最大的特点在于井壁的开挖位于加固之后,即使用超前加固方法在井壁上开设一个大直径通风口。该技术方法为钻井法施工的井筒在极恶劣环境下通过破壁增开通风道提供了一种极为安全的技术方法,对我国上世纪80年代期间建造的钻井井筒具有很大的参考价值。     

软岩巷道围岩蠕变滞流效应分析

根据现场围岩变形实测数据,发现软岩巷道围岩蠕变能力随软岩层厚度减少而逐渐减弱的特点,提出了软岩巷道围岩蠕变“滞流效应”的观点。基于软硬岩层间摩擦阻力及围岩质点位移约束应力的作用,分析了“滞流效应”发生的力学机理。利用动态仿真技术得到了围岩发生“完全滞流”所对应的临界条件,给出了临界厚度的确定方法。在上述研究的基础上,较为深入地剖析了“让压”的本质原理,指出了“让压”原理的适用性,补充与完善了 “二次支护”的内在含义。最后借助于现场工业性试验论证了“滞流效应”的研究对巷道支护方案设计的重要性。     

立井井筒水灾之井壁重复破裂的机理分析

文章的目的在于揭示立井井壁重复破裂现象与地下水位之间的关系,进而揭示了立井井壁重复破裂的内外机理。列举了20世纪80年代以后我国某些重复破裂井筒的破坏情况,详细地分析了地下水位下降与井筒周侧土体沉降之间的关系,研究了土体沉降的快速阶段与缓慢阶段,结合土与井筒外壁之间的剪切位移与剪切力之间的关系和物理学中的浮力原理,对井壁重复破裂现象给出了极具说服力的解释。研究结果不仅对立井井壁结构优化设计具有较高的参考价值,对立井井筒的防破措施的研究也具有极为重要的指导意义。     

立井穿越深部煤层时瓦斯突出的力学机理

通过深部立井围煤的受力分析,以及地压和瓦斯压力的研究,揭示了立井穿越深部煤层时瓦斯突出的力学机理,对于含瓦斯煤体的结构提出了不同与过去观点的气球爆炸新假说。文章强调了深部围煤塑性区域的形成和发展,以及煤与瓦斯突出的临界状态。整个研究涉及弹塑性理论,材料的强度理论以及岩土力学中的某些相关理论。研究结果不仅可用来预测立井穿越深部煤层时瓦斯的突出,而且可以为立井揭煤过程中煤与瓦斯防突措施的研究奠定理论基础。